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广西是华南地区离子吸附型稀土矿床的重要产地,在地域分布上具有规模大、品位高等特点。研究广西典型富稀土风化壳的地质特征及成矿条件,对于深入理解华南地区离子吸附型稀土矿床的发育机制具有重要意义。 本文在充分收集前人资料和系统总结分析的基础上,选取广西玉林龙江富稀土花岗岩风化壳、贺州花山富稀土花岗岩风化壳、崇左六汤富稀土火山熔岩风化壳等三组典型剖面为重点研究对象,系统开展了野外实地观察、矿化剖面岩相学、矿物学、pH值、有机质等研究工作,主要取得了如下认识和成果: (1)野外考察表明,广西离子吸附型稀土矿床主要产自花岗岩和火山熔岩风化壳。两类风化壳矿化剖面相似都出现表土层(由褐黑色腐殖土层和砖红色残坡积红土层组成)、灰黄色和黄褐色全风化层、黄褐色与红褐色半风化层和基岩层等明显的岩性序列。稀土富集带主要发育在全风化层和半风化层中。在剖面岩相结构上,玉林龙江花岗岩风化壳和崇左六汤火山熔岩风化壳相似,发育较完整的表土层、全风化层和半风化层,而贺州花山花岗岩风化壳表土层较薄,不见全风化层,半风化层显著发育。 (2)矿物学分析表明,玉林龙江花岗岩风化壳主要的矿物组分是石英、高岭石、白云母、斜长石、微斜长石、埃洛石等;贺州花山花岗岩风化壳样品中主要的矿物组分是石英、高岭石、白云母、斜长石、微斜长石、三水铝矿等;崇左六汤火山熔岩风化壳矿化剖面样品中主要是石英、高岭石、微斜长石、正长石。三组剖面矿物垂向变化的基本规律是,从基岩→半风化层→全风化层→表土层中长石和黑云母等母岩造岩矿物含量逐渐降低,高岭石、埃洛石、三水铝矿等次生发育的粘土矿物含量显著增加,而石英和白云母普遍在半风化层中含量最高。 (3)磁性矿物学研究表明,从半风化层到全风化层磁化率值小幅下降,半风化层中残留的不稳定的磁性矿物进一步分解,指示了从风化环境从还原到弱还原的变化。从全风化层到表土层,磁性矿物增加,磁化率值大幅度增强,指示了风化环境从弱还原到氧化环境的变化。 (4)实验分析表明,风化壳中REE的丰度与pH值、有机质含量及矿物组分关系密切。PH值在4-6的弱酸性至近中性介质条件下,有利于载REE矿物吸附稀土元素;风化壳中的有机质含量与载REE矿物含量成正相关,风化壳中的有机质有助于载REE矿物的形成;风化壳中主要的载稀土矿物是高岭石和埃洛石,这两类矿物的含量直接影响风化壳中REE富集程度。 (5)不同富稀土风化壳的矿物学成因路径有一定差异。贺州花山花岗岩风化壳的演变序列是微斜长石、黑云母、斜长石→高岭石,正长石→白云母→高岭石,高岭石→埃洛石;玉林龙江花岗岩风化壳的演变序列是微斜长石、黑云母、斜长石→高岭石,高岭石→埃洛石;崇左六汤火山熔岩风化壳的演变序列是微斜长石→高岭石,正长石→白云母→高岭石,高岭石→非晶质矿物;制约富稀土风化壳发育的主要地质条件是母岩条件、气候条件、新构造条件和地貌条件等。